(57)【要約】【課題】白と黒の両方と、カラー偏光板による着色表示との３色表示を行うことができる液晶表示素子を提供する。【解決手段】一対の基板１，２間の間隙に封入され、液晶分子が一対の基板１，２間において予め定めた捩れ角でツイスト配向した液晶層３と、一対の基板１，２の液晶層３に対向する内面にそれぞれ設けられ、液晶分子の配向状態を制御するための電圧が印加される複数の電極６，７と、観察側基板１の外面に配置され、可視光帯域の全域の波長光に対して偏光作用を示すノーマル偏光板９と、反対側基板２の外面に配置され、可視光帯域のうちの特定の帯域以外の帯域の波長光に対して偏光作用を示すカラー偏光板１０と、前記カラー偏光板１０の反対側基板２と対向する面とは反対面に配置され、観察側から入射した光を前記観察側へ反射する反射板１１とを備えた。【選択図】      図１
2010033091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側とその反対側の一対の基板と、
前記一対の基板間の間隙に封入され、液晶分子が前記一対の基板間において予め定めた捩れ角でツイスト配向した液晶層と、
前記一対の基板の前記液晶層に対向する内面にそれぞれ設けられ、前記液晶分子の配向状態を制御するための電圧が印加される複数の電極と、
前記観察側基板の外面に配置され、可視光帯域の全域の波長光に対して偏光作用を示すノーマル偏光板と、
前記反対側基板の外面に配置され、可視光帯域のうちの特定の帯域以外の帯域の波長光に対して偏光作用を示すカラー偏光板と、
前記カラー偏光板の前記反対側基板と対向する面とは反対面に配置され、前記観察側から入射した光を前記観察側へ反射する反射板と、
を備えることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
ノーマル偏光板は、その透過軸を、観察側基板の近傍における液晶分子の配向方向と実質的に平行または直交する方向に向けて配置され、カラー偏光板は、その透過軸を、反対側基板の近傍における液晶分子の配向方向と実質的に平行または直交する方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
液晶層の液晶分子は、一対の基板間において実質的に９０°の捩れ角でツイスト配向しており、ノーマル偏光板とカラー偏光板は、それぞれの透過軸を実質的に互いに直交させるか、或いは実質的に互いに平行にして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カラー偏光板を備えた液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子として、可視光帯域のうちの特定の帯域以外の帯域の波長光に対して偏光作用を示すカラー偏光板を備え、前記カラー偏光板を偏光作用を受けずに透過する波長光の色の着色表示を行うものがある。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５５３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のカラー偏光板を備えた液晶表示素子は、白と黒のいずれか一方と、前記カラー偏光板による着色表示との単純な２色表示しか行えない。
【０００５】
この発明は、白と黒の両方と、カラー偏光板による着色表示との３色表示を行うことができる液晶表示素子を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の請求項１に記載の液晶表示素子は、
予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側とその反対側の一対の基板と、
前記一対の基板間の間隙に封入され、液晶分子が前記一対の基板間において予め定めた捩れ角でツイスト配向した液晶層と、
前記一対の基板の前記液晶層に対向する内面にそれぞれ設けられ、前記液晶分子の配向状態を制御するための電圧が印加される複数の電極と、
前記観察側基板の外面に配置され、可視光帯域の全域の波長光に対して偏光作用を示すノーマル偏光板と、
前記反対側基板の外面に配置され、可視光帯域のうちの特定の帯域以外の帯域の波長光に対して偏光作用を示すカラー偏光板と、
前記カラー偏光板の前記反対側基板と対向する面とは反対面に配置され、前記観察側から入射した光を前記観察側へ反射する反射板と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示素子において、前記ノーマル偏光板は、その透過軸を、前記観察側基板の近傍における液晶分子の配向方向と実質的に平行または直交する方向に向けて配置され、前記カラー偏光板は、その透過軸を、前記反対側基板の近傍における液晶分子の配向方向と実質的に平行または直交する方向に向けて配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示素子において、前記液晶層の液晶分子は、前記一対の基板間において実質的に９０°の捩れ角でツイスト配向しており、前記ノーマル偏光板と前記カラー偏光板は、それぞれの透過軸を実質的に互いに直交させるか、或いは実質的に互いに平行にして配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の液晶表示素子は、上記のような構成であるため、白と黒の両方と、カラー偏光板による着色表示との３色表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一実施例を示す液晶表示素子の断面図。
【図２】前記液晶表示素子の一対の基板の配向処理方向とノーマル偏光板及び赤色偏光板の透過軸の向きを示す図。
【図３】前記液晶表示素子の１つの画素部における観察側から入射した光の偏光状態の変化を示す模式図。
【図４】前記液晶表示素子の印加電圧と観察側に出射する緑、青、赤の各色の光強度との関係を示す図。
【図５】ノーマル偏光板と赤偏光板をそれぞれの透過軸を実質的に互いに直交させて配置した他の実施例の液晶表示素子の印加電圧と観察側に出射する緑、青、赤の各色の光強度との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１はこの発明の一実施例を示す液晶表示素子の断面図であり、この液晶表示素子は、図１のように、予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側（図において上側）及びその反対側の一対の透明基板１，２と、前記一対の基板１，２間の間隙に封入され、液晶分子３ａ（図３参照）が前記一対の基板１，２間において予め定めた捩れ角でツイスト配向した液晶層３と、前記一対の基板１，２の前記液晶層３に対向する内面にそれぞれ設けられ、前記液晶分子３ａの配向状態を制御するための電圧が印加される複数の透明電極６，７と、前記観察側基板１の外面に配置され、可視光帯域の全域の波長光に対して偏光作用を示すノーマル偏光板９と、前記反対側基板２の外面に配置され、可視光帯域のうちの特定の帯域以外の帯域の波長光に対して偏光作用を示すカラー偏光板１０と、前記カラー偏光板１０の前記反対側基板２と対向する面とは反対面に配置され、前記観察側から入射した光を前記観察側へ反射する反射板１１とを備えている。
【００１２】
なお、この実施例の液晶表示素子は、観察側とは反対側の基板２の内面に、複数の画素電極７を行方向及び列方向にマトリックス状に配列させて形成し、観察側の基板１の内面に、前記複数の画素電極７の配列領域に対応させて一枚膜状の対向電極６を形成したアクティブマトリックス液晶表示素子であり、図１では省略しているが、前記反対側の基板２の内面に、前記複数の画素電極７にそれぞれ対応させて配置され、これらの画素電極７にそれぞれ接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、各行のＴＦＴにゲート信号を供給するための複数の走査線と、各列のＴＦＴにデータ信号を供給するための複数の信号線とが設けられている。
【００１３】
また、前記一対の基板１，２の内面はそれぞれ、前記電極６，７を覆って配向膜６，７を形成し、これらの配向膜６，７の膜面をそれぞれ予め定めた方向にラビングすることにより配向処理されている。
【００１４】
そして、前記一対の基板１，２は、前記複数の画素電極７の配列領域を囲んで形成された枠状のシール材８を介して接合されており、これらの基板１，２間の前記シール材８で囲まれた領域に、正の誘電異方性を有するネマティック液晶からなる液晶層３が封入されている。
【００１５】
前記液晶層３の液晶分子３ａは、前記一対の基板１，２の近傍において、これらの基板１，２の配向処理方向（配向膜６，７のラビング方向）に分子長軸を向けて配向し、前記一対の基板１，２間において、それぞれの基板１，２の配向処理方向（配向膜６，７のラビング方向）１ａ，２ａ（図２参照）の交差角に対応した捩れ角でツイスト配向している。
【００１６】
また、前記ノーマル偏光板９は、その板面と平行な一方の方向に透過軸９ａ（図２参照）を有しており、可視光帯域の全域の波長光に対して、前記透過軸９ａと平行な方向の振動成分の光を透過させ、前記透過軸９ａと直交する方向の振動成分の光を吸収する偏光作用を示す。
【００１７】
一方、前記カラー偏光板１０は、その板面と平行な一方の方向に透過軸１０ａ（図２参照）を有しており、可視光帯域のうちの特定の帯域以外の帯域の波長光に対して、前記透過軸１０ａと平行な方向の振動成分の光を透過させ、前記透過軸１０ａと直交する方向の振動成分の光を吸収する偏光作用を示し、特定の帯域の波長光を偏光させること無く透過させる。このカラー偏光板１０は、例えば、可視光帯域のうちの赤の波長帯域以外の帯域の波長光に対して偏光作用を示す偏光板である。以下、このカラー偏光板１０を赤色偏光板という。
【００１８】
そして、前記ノーマル偏光板９は、その透過軸９ａを、前記観察側基板１の近傍における液晶分子３ａの配向方向と実質的に平行または直交する方向に向けて配置され、前記赤色偏光板１０は、その透過軸１０ａを、前記反対側基板１の近傍における液晶分子３ａの配向方向と実質的に平行または直交する方向に向けて配置されている。
【００１９】
図２は前記一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａと前記ノーマル偏光板９及び赤色偏光板１０の透過軸９ａ，１０ａの向きを示しており、この実施例では、前記観察側基板１の配向処理方向１ａと前記反対側基板２の配向処理方向２ａとを実質的に９０°の角度で交差させ、前記液晶層３の液晶分子３ａを、一対の基板１，２間において、これらの基板１，２間における分子配列の捩れ方向を図２に破矢線で示したように、実質的に９０°の捩れ角でツイスト配向させている。
【００２０】
この液晶層３の液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄは、前記液晶分子３ａが一対の基板１，２間において実質的に９０°の捩れ角でツイスト配向した初期配向状態において、可視光帯域の中間波長である５５０ｎｍを規準として、前記５５０ｎｍの波長の直線偏光を実質的に９０°旋光させる値に設定されている。
【００２１】
そして、この実施例では、前記ノーマル偏光板９と赤色偏光板１０とを、それぞれの透過軸９ａ，１０ａを実質的に互いに直交させ、且つ前記ノーマル偏光板９の透過軸９ａを、前記観察側基板１の配向処理方向１ａ、つまり観察側基板１の近傍における液晶分子３ａの配向方向と実質的に平行にし、前記赤色偏光板１０の透過軸１０ａを、前記反対側基板２の配向処理方向２ａ、つまり反対側基板１の近傍における液晶分子３ａの配向方向と実質的に平行にして配置している。
【００２２】
さらに、この液晶表示素子は、前記反対側基板２と前記赤色偏光板１０との間に配置され、透過光を拡散させる拡散層１２を備えている。
【００２３】
この液晶表示素子は、その使用環境の光である外光を利用する反射表示を行うものであり、観察側から入射し、前記ノーマル偏光板９と液晶層３と赤色偏光板１０とを透過して前記反射板１１により反射され、さらに前記赤色偏光板１０と液晶層３とノーマル偏光板９とを透過した光を観察側に出射する。
【００２４】
図３は前記液晶表示素子の１つの画素部における観察側から入射した光の偏光状態の変化を示す模式図であり、（ａ）は、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向状態に配向させる電圧（実質的に０Ｖの電圧）Ｖ１を印加したときの偏光状態の変化、（ｂ）は、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して斜めに立ち上がったツイスト配向状態に配向させる中間調電圧Ｖ２を印加したときの偏光状態の変化、（ｃ）は、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して垂直に近い角度で立ち上がり配向させる電圧Ｖ３を印加したときの偏光状態の変化を示している。
【００２５】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）のように、前記液晶表示素子に観察側から入射した光、つまり非偏光の白色光Ｗ０は、前記ノーマル偏光板９の偏光作用により、このノーマル偏光板９の透過軸９ａと平行な直線偏光Ｗ１になって液晶層３に入射する。
【００２６】
そして、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向状態に配向させる電圧Ｖ１を印加したときは、図３（ａ）のように、前記液晶層３に入射した白色の直線偏光Ｗ１が、前記液晶層３の複屈折作用により実質的に９０°旋光される。
【００２７】
なお、上述したように、前記液晶層３のΔｎｄの値を可視光帯域の中心波長である５５０ｎｍ（緑色）の波長を規準として設定しているために、図３では、前記液晶層３における複屈折作用の波長依存性によって生じる、緑色帯域の光の偏光状態に対する赤色帯域および青色帯域の光の偏光状態のズレを模式的に示している。
【００２８】
すなわち、前記液晶層３に入射した白色の直線偏光Ｗ１のうちの中間波長帯域の波長光、つまり緑色の光が、実質的に９０°旋光されて前記赤色偏光板１０の透過軸１０ａと平行な方向に偏光面をもった直線偏光Ｇ１になり、前記中間波長帯域よりも短波長帯域の波長光、つまり青色の光と、前記中間波長帯域よりも長波長帯域の波長光、つまり赤色の光が、それぞれ、前記緑色の直線偏光Ｇ１の偏光面に対して互いに反対方向（観察側から見て右回り方向と左回り方向）に、前記液晶層３の複屈折作用の波長依存性に対応した角度でズレ方向に長軸方向が向いた楕円偏光Ｂ１，Ｒ１になる。
【００２９】
この場合、前記青色と赤色の楕円偏光Ｂ１，Ｒ１は、それぞれの長軸のズレおよび短軸の長さが極く僅かであるから、前記緑色の直線偏光Ｇ１と偏光面が実質的に平行な直線偏光とみなすことができる。
【００３０】
前記液晶層３により旋光された前記緑、青、赤の各色の光Ｇ１，Ｂ１，Ｒ１は前記赤色偏光板１０に入射し、前記赤色偏光板１０の透過軸１０ａと平行な偏光面をもった緑色の直線偏光Ｇ１と、青色の楕円偏光Ｂ１のうちの前記赤色偏光板１０の透過軸１０ａと平行な振動成分の光Ｂ２と、前記赤色偏光板１０を偏光作用を受けない赤色の楕円偏光Ｒ１が、前記赤色偏光板１０を透過して前記反射板１１により反射される。
【００３１】
さらに、偏光状態の変化を詳細に述べると、前記反射板１１により反射された前記各色の光Ｇ１，Ｂ２，Ｒ１は、前記赤色偏光板１０を透過して前記液晶層３に再び入射し、前記液晶層３により実質的に９０°旋光され、前記緑色の直線偏光Ｇ１が、偏光面が実質的に９０°回転した直線偏光Ｇ２になり、前記青色の光、つまり前記赤色偏光板１０の透過軸１０ａと平行な直線偏光Ｂ２と、前記赤色の楕円偏光Ｒ１とがそれぞれ、前記旋光された緑色の直線偏光Ｇ２の偏光面に対して、互いに反対方向に、前記液晶層３の複屈折作用の波長依存性に対応した角度で僅かにズレた楕円偏光Ｂ３，Ｒ２になる。
【００３２】
前記液晶層３により旋光された前記各色の光Ｇ２，Ｂ３，Ｒ２は、前記ノーマル偏光板９に入射し、前記緑色の直線偏光Ｇ２と、前記青色の楕円偏光Ｂ３のうちの前記ノーマル偏光板９の透過軸９ａと平行な振動成分の光Ｂ４と、前記赤色の楕円偏光Ｒ２のうちの前記ノーマル偏光板９の透過軸９ａと平行な振動成分の光Ｒ３とが、前記ノーマル偏光板９を透過して観察側に出射する。
【００３３】
これらの青色と赤色の楕円偏光Ｂ３，Ｒ２は、前記観察側から入射し、前記液晶層３から前記赤色偏光板１０に向かって出射した前記青色と赤色の楕円偏光Ｂ１，Ｒ１に比べて、楕円の短軸の長さが長くなった光であるが、これらの楕円偏光Ｂ３，Ｒ２の前記緑色の直線偏光Ｇ２の偏光面と平行な振動成分の光の強度は、前記緑色の直線偏光Ｇ２の強度に比べて大きな差異はなく、実質的に変わらないものとみなすことができる。
【００３４】
したがって、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向状態に配向させる電圧Ｖ１を印加したときは、前記ノーマル偏光板９を透過して観察側に出射した緑、青、赤の３色の光Ｇ２，Ｂ４，Ｒ３の混色により白が表示される。
【００３５】
また、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して斜めに立ち上がったツイスト配向状態に配向させる中間調電圧Ｖ２を印加したときは、図３（ｂ）のように、観察側から前記ノーマル偏光板９を透過して前記液晶層３に入射した白色の直線偏光Ｗ１のうちの緑、青、赤の各色の光がそれぞれ、前記液晶層３の液晶分子３ａの立ち上がり角に対応した複屈折作用による位相差に応じた楕円偏光Ｇ１１，Ｂ１１，Ｒ１１になる。
【００３６】
この緑、青、赤の各色の楕円偏光Ｇ１１，Ｂ１１，Ｒ１１は、図３（ａ）のように電極６，７間に液晶分子３ａを初期のツイスト配向状態に配向させる電圧Ｖ１を印加したときの、観察側から入射し、液晶層３により旋光された青色と赤色の楕円偏光Ｂ１，Ｒ１に比べて、長軸の傾きが異なり、且つ短軸長さが長くなった光であり、これらの楕円偏光Ｇ１１，Ｂ１１，Ｒ１１の赤色偏光板１０の透過軸１０ａと平行な振動成分の光の強度はいずれも、前記図３（ａ）に示した緑色の直線偏光Ｇ１の強度及び青色と赤色の楕円偏光Ｂ１，Ｒ１の赤色偏光板１０の透過軸１０ａと平行な振動成分の光の強度よりも低い。
【００３７】
前記液晶層３の複屈折作用を受けた前記緑、青、赤の各色の楕円偏光Ｇ１１，Ｂ１１，Ｒ１１は前記赤色偏光板１０に入射し、前記緑色の楕円偏光Ｇ１１のうちの前記赤色偏光板１０の透過軸１０ａと平行な振動成分の光Ｇ１２と、前記青色の楕円偏光Ｂ１１のうちの前記赤色偏光板１０の透過軸１０ａと平行な振動成分の光Ｂ１２と、前記赤色偏光板１０を偏光作用を受けない前記赤色の楕円偏光Ｒ１１が、前記赤色偏光板１０を透過して前記反射板１１により反射される。
【００３８】
前記反射板１１により反射された前記各色の光Ｇ１２，Ｂ１２，Ｒ１１は、前記赤色偏光板１０を透過して前記液晶層３に再び入射し、前記液晶層３の液晶分子３ａの立ち上がり角に対応した複屈折作用による位相差に応じた楕円偏光Ｇ１３，Ｂ１３，Ｒ１２になる。
【００３９】
そして、これらの各色の楕円偏光Ｇ１３，Ｂ１３，Ｒ１２は、前記ノーマル偏光板９に入射し、前記緑色の楕円偏光Ｂ１３のうちの前記ノーマル偏光板９の透過軸９ａと平行な振動成分の光Ｇ１４と、前記青色の楕円偏光Ｂ１３のうちの前記ノーマル偏光板９の透過軸９ａと平行な振動成分の光Ｂ１４と、前記赤色の楕円偏光Ｒ１２のうちの前記ノーマル偏光板９の透過軸９ａと平行な振動成分の光Ｒ１３とが、前記ノーマル偏光板９を透過して観察側に出射する。
【００４０】
前記観察側に出射した緑、青、赤の各色の光、つまり前記ノーマル偏光板９の透過軸９ａと平行な直線偏光Ｇ１４，Ｂ１４，Ｒ１３は、ぞれぞれの強度が極く小さい光であるため、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して斜めに立ち上がったツイスト配向状態に配向させる中間調電圧Ｖ２を印加したときは、実質的に黒が表示される。
【００４１】
また、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して実質的に垂直に配向させる電圧Ｖ３を印加したときは、図３（ｃ）のように、観察側からノーマル偏光板９を透過して入射した白色の直線偏光Ｗ１が、前記液晶層３を複屈折作用を受けずに透過して前記赤色偏光板１０に入射し、この白色の直線偏光Ｗ１のうちの緑色の光と、青色の光が前記赤色偏光板１０により吸収され、赤色の光が前記赤色偏光板１０を透過する。
【００４２】
前記赤色偏光板１０を透過した赤色の直線偏光Ｒ２１は、前記反射板１１により反射され、この赤色の直線偏光Ｒ２１が、前記赤色偏光板１０と、前記液晶層３と、前記ノーマル偏光板９とを順に透過して観察側に出射する。
【００４３】
そのため、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して実質的に垂直に配向させる電圧Ｖ３を印加したときは、前記赤色の直線偏光Ｇ２１だけが観察側に出射し、赤が表示される。
【００４４】
図４は前記液晶表示素子の印加電圧と観察側に出射する緑、青、赤の各色の光強度との関係を示しており、この図のように、前記液晶表示素子は、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向状態に配向させる電圧Ｖ１を印加したときに白を表示し、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して斜めに立ち上がったツイスト配向状態に配向させる中間調電圧Ｖ２を印加したときに緑、青、赤の３色の光の強度が最も低くなって黒を表示し、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して実質的に垂直に配向させる電圧Ｖ３を印加したときに赤を表示する。
【００４５】
このように、前記液晶表示素子は、一対の基板１，２間の間隙に封入され、液晶分子３ａが前記一対の基板１，２間において予め定めた捩れ角でツイスト配向した液晶層３と、前記一対の基板１，２の前記液晶層３に対向する内面にそれぞれ設けられ、互いに対向する領域により、前記液晶分子３ａの配向状態を制御するための電圧が印加される複数の画素部を形成する電極６，７と、前記観察側基板１の外面に配置され、可視光帯域の全域の波長光に対して偏光作用を示すノーマル偏光板９と、前記反対側基板２の外面に配置され、可視光帯域のうちの赤の波長帯域以外の帯域の波長光に対して偏光作用を示す赤色偏光板１０と、前記赤色偏光板１０の前記反対側基板２と対向する面とは反対面に配置され、前記観察側から入射した光を前記観察側へ反射する反射板１１とを備えているため、白と黒の両方と、前記赤色偏光板１０による赤の着色表示との３色表示を行うことができる。
【００４６】
また、前記液晶表示素子は、前記ノーマル偏光板９を、その透過軸９ａを、観察側基板１の近傍における液晶分子３ａの配向方向（観察側基板１の配向処理方向１ａ）と実質的に平行な方向に向けて配置し、前記赤色偏光板１０を、その透過軸１０ａを、反対側基板２の近傍における液晶分子３ａの配向方向（反対側基板２の配向処理方向２ａ）と実質的に平行な方向に向けて配置しているため、前記白と赤の表示の輝度を高くすることができる。
【００４７】
さらに、前記液晶表示素子は、前記液晶層３の液晶分子３ａを、前記一対の基板１，２間において実質的に９０°の捩れ角でツイスト配向させ、前記ノーマル偏光板９と赤色偏光板１０を、それぞれの透過軸９ａ，１０ａを実質的に互いに直交させて配置しているため、前記白と黒の表示のコントラストを高くすることができる。
【００４８】
なお、前記ノーマル偏光板９と赤色偏光板１０は、前記ノーマル偏光板９の透過軸９ａを前記観察側基板１の近傍における液晶分子３ａの配向方向と実質的に直交させ、前記赤色偏光板１０の透過軸１０ａを前記反対側基板２の近傍における液晶分子３ａの配向方向と実質的に直交させて配置してもよく、その場合も、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向状態に配向させる電圧Ｖ１を印加することにより白を表示し、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して斜めに立ち上がったツイスト配向状態に配向させる中間調電圧Ｖ２を印加することにより黒を表示し、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して実質的に垂直に配向させる電圧Ｖ３を印加することにより赤を表示することができる。
【００４９】
また、上記実施例では、前記ノーマル偏光板９と赤色偏光板１０を、それぞれの透過軸９ａ，１０ａを実質的に互いに直交させて配置しているが、前記ノーマル偏光板９と赤色偏光板１０を、それぞれの透過軸９ａ，１０ａを実質的に互いに直交させて配置してもよい。
【００５０】
図５は、前記ノーマル偏光板９と前記赤色偏光板１０を、それぞれの透過軸９ａ，１０ａを実質的に互いに平行して配置した他の実施例の液晶表示素子の印加電圧と観察側に出射する緑、青、赤の各色の光強度との関係を示しており、この実施例の液晶表示素子は、図５のように、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向状態に配向させる電圧Ｖ１１を印加したときに赤を表示し、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して斜めに立ち上がったツイスト配向状態に配向させる中間調電圧Ｖ１２を印加したときに黒を表示し、前記電極６，７間に、液晶分子３ａを基板１，２面に対して実質的に垂直に配向させる電圧Ｖ１３を印加したときに白を表示する。
【００５１】
さらに、上記実施例の液晶表示素子はカラー偏光板として赤色偏光板を備えたものであるが、前記カラー偏光板は、赤色偏光板に限らず、緑色または青色等の他の色の偏光板でもよく、例えば緑色偏光板を備えることにより、白と黒の両方と、前記カラー偏光板による緑色の着色表示との３色表示を行うことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…観察側基板、２…反対側基板、３…液晶層、３ａ…液晶分子、４…対向電極、５…画素電極、６，７…配向膜、１ａ，２ａ…配向処理方向、９…ノーマル偏光板、９ａ…透過軸、１０…カラー偏光板（赤色偏光板）、１０ａ…透過軸、１１…反射板、１２…拡散層。
【図１】
2010033091.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年12月22日(2009.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明の請求項１に記載の液晶表示素子は、
可視光帯域の全帯域の波長光に対して偏光作用を示すノーマル偏光板と、
可視光帯域のうち、赤色に対応した波長帯域を除く波長光に対して偏光作用を示すカラー偏光板と、
前記ノーマル偏光板と前記カラー偏光板と間に、予め定めた間隙を設けて対向配置された第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙に封入され、液晶分子が前記第１の基板と前記第２の基板との間において予め定めた捩れ角でツイスト配向した液晶層と、
前記第１の基板における前記液晶層側の面と前記第２の基板における前記液晶層側の面とにそれぞれ設けられ、前記液晶分子の配向状態を制御するための電圧が印加される電極と、
前記第２の基板との間に前記カラー偏光板が介在するように配置され、前記カラー偏光板を通過してきた光を前記カラー偏光板に向けて反射する反射板と、
を備え、
前記ノーマル偏光板は、該ノーマル偏光板の透過軸が、前記第１の基板面における液晶分子の配向方向に対して平行または直交するように配置され、
前記カラー偏光板は、該カラー偏光板の透過軸が、前記第２の基板面における液晶分子の配向方向に対して平行または直交するように且つ前記ノーマル偏光板の透過軸に対して平行に配置され、
前記液晶層は、複屈折に波長依存性を有し、前記電極間に第１の電圧が印加されているときに緑色に対応する波長光が該液晶層を通過することで前記緑色に対応する波長光が９０°旋光するように設定され、
前記電極間に印加される電圧が前記第１の電圧のときに赤を表示し、前記電極間に印加される電圧が前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧のときに黒を表示し、前記電極間に印加される電圧が前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧のときに白を表示することにより、３色表示を行うことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示素子において、前記液晶層は、前記液晶分子が９０°の捩れ角でツイスト配向していることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１または２に記載の液晶表示素子において、前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子からなることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、前記請求項１から３の何れかに記載の液晶表示素子において、前記ノーマル偏光板側から入射される外光に基づいて反射表示を行うことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光帯域の全帯域の波長光に対して偏光作用を示すノーマル偏光板と、
可視光帯域のうち、赤色に対応した波長帯域を除く波長光に対して偏光作用を示すカラー偏光板と、
前記ノーマル偏光板と前記カラー偏光板と間に、予め定めた間隙を設けて対向配置された第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙に封入され、液晶分子が前記第１の基板と前記第２の基板との間において予め定めた捩れ角でツイスト配向した液晶層と、
前記第１の基板における前記液晶層側の面と前記第２の基板における前記液晶層側の面とにそれぞれ設けられ、前記液晶分子の配向状態を制御するための電圧が印加される電極と、
前記第２の基板との間に前記カラー偏光板が介在するように配置され、前記カラー偏光板を通過してきた光を前記カラー偏光板に向けて反射する反射板と、
を備え、
前記ノーマル偏光板は、該ノーマル偏光板の透過軸が、前記第１の基板面における液晶分子の配向方向に対して平行または直交するように配置され、
前記カラー偏光板は、該カラー偏光板の透過軸が、前記第２の基板面における液晶分子の配向方向に対して平行または直交するように且つ前記ノーマル偏光板の透過軸に対して平行に配置され、
前記液晶層は、複屈折に波長依存性を有し、前記電極間に第１の電圧が印加されているときに緑色に対応する波長光が該液晶層を通過することで前記緑色に対応する波長光が９０°旋光するように設定され、
前記電極間に印加される電圧が前記第１の電圧のときに赤を表示し、前記電極間に印加される電圧が前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧のときに黒を表示し、前記電極間に印加される電圧が前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧のときに白を表示することにより、３色表示を行うことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記液晶層は、前記液晶分子が９０°の捩れ角でツイスト配向していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子からなることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記ノーマル偏光板側から入射される外光に基づいて反射表示を行うことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の液晶表示素子。